[发明专利]一种超材料天线

说明书

技术领域

本发明涉及无线通信领域，特别是涉及一种超材料天线。

背景技术

超材料是指一种以人造微结构为基本单元、以特定方式进行空间排布且具有特殊电磁响应特性的新型材料。一般来说，材料的介电常数和磁导率由材料中的微观结构对电磁波的响应决定，超材料对电磁响应的特征往往不取决于其构成材料的本征特质，而是由其人造微结构的特征所决定，具体来说就是很大程度上取决于人造微结构的拓扑结构和几何尺寸，其几何尺寸通常不超过所需响应的电磁波波长的十分之一。超材料的人造微结构及其所附着支撑体在空间叠加产生一个等效介电常数和等效磁导率，分别对应超材料的电场响应和磁场响应。人为设计和改变人造微结构的拓扑结构和几何尺寸可以调整超材料的介电常数值和磁导率值，进而可以具备一系列诸如负折射率、完美透镜及完全吸收等特殊的电磁特性。目前，人们日益关注超材料在各类领域的应用，比如利用上述超材料所呈现的电磁特性设计天线，这种超材料天线可以得到很好的辐射效果以及实现天线小型化。

同时，传统的便携式小型天线大部分是刚性结构，一般为金属面或者金属结构加固定基板，其重量偏大，不可压缩折叠，而且需要固定在一定机械结构强度的支架上，可移动性差，不便于携带和调整维护。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，针对现有的天线重量体积偏大、不便折叠携带的缺陷，提供一种重量轻、便携的超材料天线。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案是：提供一种超材料天线，所述超材料天线包括：包括设置在馈源后方的超材料面板，所述超材料面板的下边沿与所述馈源的上端处于同一水平，所述超材料面板包括核心层及设置在所述核心层一侧表面的反射板，所述核心层包括至少一个核心层片层，所述核心层片层包括片状的软性基板以及设置在所述软性基板上的多个人造金属微结构；其中，所述软性基板为可收缩和扩张的充气片层，所述充气片层以并排方式结合成整体，所述充气片层充入的气体密度小于或等于所述充气片层外气体的密度。

其中，所述人造金属微结构呈平面雪花状。

其中，所述核心层片层折射率分布相同且相互平行。

其中，所述核心层片层的折射率分布满足如下公式：

n(r)=nmax-dis-VsegD;]]>

Vseg=ss+λ×NUMseg；

NUMseg=floor{dis-ssλ};]]>

dis=d1+d2；

d1=sx2+r2;]]>

d2=(L+sy-r)×sinγ；

ss=(L+sy)×sinγ+sx×cosγ；

γ=cos^-1(cosα×cosβ)；

上述的n(r)表示所述核心层片层上半径为r处的折射率值，所述核心层片层的折射率分布圆心即为馈源等效点在所述超材料面板外侧表面所在平面的投影；

sx为所述馈源等效点到所述超材料面板的垂直距离；

sy为所述馈源等效点到所述超材料面板下边沿的距离，即圆心到所述超材料面板下边沿的距离；

L表示所述核心层片层的有效长度；

n_max表示所述核心片层的折射率的最大值；